Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра фізики
Звіт
Про виконання лабораторної роботи №43
На тему: вивчення спектральних характеристик селенового і вакуумного фотоелементів.
Мета:
вивчити спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів та визначити роботу виходу електронів з катоду.
Прилади:
Спектральний прилад.
Вакуумний та селеновий фотоелементи.
Гальванометр дзеркальний.
Блок живлення.
Теоретичні відомості:
Рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.:
A – робота виходу електронів з катода.
– кінетична енергія електрона, що покинув поверхню.
hν – квант енергії який поглинається або випромінюється системою
h – стала Планка
ν – частота коливань (ν = c/λ )
Залежність фотоструму від прикладеної напруги:
Хід роботи:
Розмістити селеновий фотоелемент 10 навпроти вихідної щілини монохроматора. УВАГА! установку налагоджує керівник заняття.
Увімкнути установку в мережу 220 В. При цьому, спостерігати свічення джерела світла 1 та підсвітку покажчика шкали відліків гальванометра 7.
За допомогою конденсорної лінзи 4 сфокусувати світло на вхідну щілину монохроматора.
Встановити перемикач вибору типу фотоелементів на пульті у положення “СФ” – селеновий фотоелемент і зняти залежність фотоструму від показів шкали барабана монохроматора з кроком 100 в межах =1000–3300 поділок. Одержані дані записати в таблицю.
Встановити перемикач вибору фотоелементів у положення “0”.
За градуювальним графіком монохроматора, який знаходиться на робочому місці, визначити довжини хвиль, що відповідають значенням барабана монохроматора. Побудувати графік . Відкласти на осі Х значення довжин хвиль в нм, а на осі Y – фотострум у мкА.
Визначити енергію фотона , якій відповідає максимум спектральної чутливості селенового фотоелемента за формулою:
, (1)
де − стала Планка; − швидкість світла у вакуумі; − довжина хвилі, що відповідає максимальному значення фотоструму на графіку .
За довгохвильовим краєм поглинання фотоелемента (перетин з віссю довжин хвиль продовження лінійної ділянки довгохвильового спаду спектральної залежності ) визначити ширину забороненої зони селену за формулою:
. (2)
Результати подати в електрон–вольтах (1еВ = 1,6·10-19Дж).
Селеновий фотоелемент:
N з/п
n
λ, нм
Іф, мкА
Е, еВ
∆Е, еВ
1
2780
658
0,018
2,26
2,04
2
2680
628
0,02
3
2580
599
0,06
4
2480
578
0,14
5
2380
557
0,24
6
2280
550
0,28
7
2180
520
0,22
8
2080
509
0,2
9
1980
500
0,18
10
1880
488
0,14
11
1780
479
0,1
12
1680
466
0,08
13
1580
460
0,06
14
1480
448
0,04
15
1380
439
0,03
16
1280
430
0,02
17
1180
419
0,01
18
1080
408
0
Графік залежності:
Висновок: На даній лабораторній роботі я знайомився із законами внутрішнього і зовнішнього фотоефектів, вивчив спектральні характеристики селенового та вакуумного фотоелементів, визначив роботу виходу електрона з катоду селенового фотоелемента, визначив ширину забороненої зони напівпровідникового матеріалу – селену, який складає фоточутливий шар фотоелемента.
.
